EA010187B1 - Process for preventing calcium sulfate deposits formation - Google Patents
Process for preventing calcium sulfate deposits formation Download PDFInfo
- Publication number
- EA010187B1 EA010187B1 EA200602265A EA200602265A EA010187B1 EA 010187 B1 EA010187 B1 EA 010187B1 EA 200602265 A EA200602265 A EA 200602265A EA 200602265 A EA200602265 A EA 200602265A EA 010187 B1 EA010187 B1 EA 010187B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- water
- calcium sulfate
- concentration
- inhibitor
- deposits
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области водоподготовки и переработки стоков и может быть использовано для предотвращения отложений при термическом обессоливании воды, опреснении воды или упаривании стоков.The invention relates to the field of water treatment and wastewater treatment and can be used to prevent deposits during thermal desalination of water, desalination or evaporation of wastewater.
При термическом обессоливании воды или переработке стоков приходится решать проблему предотвращения образования отложений солей жесткости. Большинство существующих технологий направлены на предотвращение отложений карбоната кальция, однако, при глубоком упаривании природной воды или стоков необходимо предотвращать образование отложений сульфата кальция.In thermal water desalination or wastewater treatment, the problem of preventing the formation of hardness salt deposits has to be solved. Most of the existing technologies are aimed at preventing calcium carbonate deposits, however, when deep evaporation of natural water or wastewater is necessary to prevent the formation of calcium sulfate deposits.
Проблема предотвращения образования отложений более просто решается при использовании низкотемпературных (вакуумных) испарителей (выпарных аппаратов) с вынесенной зоной кипения, например, испарители мгновенного вскипания (ИМВ) или горизонтально-пленочные выпарные аппараты (ГПТА).The problem of preventing the formation of deposits is more easily solved by using low-temperature (vacuum) evaporators (evaporators) with a remote boiling zone, for example, instant boil-off evaporators (IMV) or horizontal-film evaporators (GPTA).
Известны безреагентные способы предотвращения образования отложений в объеме аппаратов путем введения затравочных кристаллов (метод «затравки») с выделением веществ, дающих отложения (см. книгу Таубман Е.И., Пастушенко Б.Л. «Процессы и установки мгновенного вскипания», М., «Энергоатомиздат», 1990, с. 148).Known reagent-free ways to prevent the formation of deposits in the volume of the apparatus by introducing seed crystals (the method of "seed") with the release of substances that give deposits (see the book Taubman EI, Pastushenko BL "Processes and installations of instantaneous boiling up", M. , “Energoatomizdat”, 1990, p. 148).
Для предотвращения образования отложений минеральных солей (в основном, карбонатной накипи) в выпариваемую воду вводят мелкодисперсное вещество, в частности, такое как измельченная известь, мел, т.е. близкое по составу к выделяемым отложениям. Последние кристаллизируются на введенных частицах, при этом существенно уменьшаются отложения солей на поверхностях нагрева. Затравка выводится из выпарного аппарата с помощью осветлителя и затем часть ее возвращается в систему (см. книгу Таубман Е.И., Пастушенко Б.Л. «Процессы и установки мгновенного вскипания», М., «Энергоатомиздат», 1990, с. 150).To prevent the formation of deposits of mineral salts (mainly carbonate scale), a finely dispersed substance is introduced into the evaporated water, in particular, such as crushed lime, chalk, i.e. similar in composition to the deposited deposits. The latter crystallize on the introduced particles, and the salt deposits on the heating surfaces are significantly reduced. The seed is removed from the evaporator using the clarifier and then part of it is returned to the system (see the book T. Eubman, Pastushenko B. L. “Processes and installations of instantaneous boiling up”, M., “Energoatomizdat”, 1990, p. 150 ).
Недостатком известного способа предотвращения образования отложений путем введения затравочных кристаллов в выпариваемую воду является неэффективность его использования для предотвращения образования отложений сульфата кальция (преодоление «сульфатного барьера») при глубоком упаривании минерализированной природной воды или упаривании стоков в связи с образованием отложений солей жесткости на поверхностях нагрева. Вследствие сохранения достаточно высокой скорости образования отложений на поверхностях нагрева испарители регулярно выводятся на механическую очистку.The disadvantage of this method of preventing the formation of deposits by introducing seed crystals into the evaporated water is the inefficiency of its use to prevent the formation of calcium sulfate deposits (overcoming the “sulfate barrier”) during deep evaporation of mineralized natural water or evaporation of effluent due to the formation of hardness salts on heating surfaces. Due to the preservation of a sufficiently high rate of formation of deposits on the heating surfaces, the evaporators are regularly brought to mechanical cleaning.
Кроме того, в объеме выпариваемой воды поддерживается высокая концентрация взвешенных тонкодисперсных веществ, что приводит к заносу сепараторов испарительных установок, в результате чего снижается производительность установки и качество дистиллята.In addition, a high concentration of suspended fine substances is maintained in the volume of the evaporated water, which leads to the drift of the separators of the evaporation plants, as a result of which the capacity of the plant and the quality of the distillate are reduced.
Известны способы предотвращения образования отложений минеральных солей путем предварительной физико-химической обработки растворов. Применяемые химические реагенты - ингибиторы накипеобразования вводятся в испаряемую воду в очень малом количестве (1-20 мг/кг), при этом вследствие большой поверхностной активности вводимых веществ, адсорбирующихся в виде молекулярной пленки на поверхности зародышевых кристаллов, кристаллизация накипеообразователей на поверхности нагрева резко тормозится (см. книгу О.И. Мартынова «Процессы и аппараты», М., «Атомиздат», 1977, с. 261).Known methods of preventing the formation of deposits of mineral salts by pre-physico-chemical treatment solutions. Applied chemical reagents - scale formation inhibitors are introduced into evaporated water in a very small amount (1-20 mg / kg), while due to the large surface activity of the injected substances, adsorbed as a molecular film on the surface of germinal crystals, crystallization of scale agents on the heating surface is sharply inhibited ( see the book OI Martynov "Processes and devices", M., "Atomizdat", 1977, p. 261).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ предотвращения образования отложений сульфата кальция в выпарной установке, включающий введение в исходную воду, подаваемую на циркуляцию в выпарную установку, ингибитора отложений минеральных солей, в качестве которого используют аминполифосфоновые комплексоны ДПФ (оксипропилендиаминтетраметиленфосфоновая кислота) и НТФ (амитриметиленфосфоновая кислота), а также их композиции с полиэлектролитами (полифосфаты, карбоксиметилцеллюлоза КМЦ, акриловые полимеры) (см. статью Долматов Ю.Д., Тройский Р.К., Салашенко О.Г. и др. «Ингибирование отложений сульфата кальция в выпарных аппаратах», «Теплоэнергетика», 1984 г., № 9, с. 54-56).The closest to the technical nature of the claimed method is a method of preventing the formation of calcium sulfate deposits in an evaporation plant, including the introduction into the source water supplied to the circulation in the evaporator unit, an inhibitor of mineral salt deposits, which is used as aminopolyphosphonic complexones DFT (hydroxypropylene diamine tetramethylene phosphonic acid) and NTF (amitrimethylenephosphonic acid), as well as their composition with polyelectrolytes (polyphosphates, CMC carboxymethylcellulose, acrylic floor imery) (see the article Dolmatov Y.D., Trojsky RK, Salashenko OG, etc. “Inhibition of calcium sulfate deposits in evaporators”, “Thermal Engineering”, 1984, No. 9, p. 54 -56).
Промышленные исследования, проведенные с применением ингибитора НТФ (концентрация ингибитора 5-10 мг/л), показали, что в течение 30 суток эксплуатации при кратности упаривания около 4 и нагрузке 40-45 т/ч шестиступенчатая выпарная установка не снизила производительности, и на поверхностях нагрева не обнаружено следов накипи.Industrial studies conducted with the use of an NTF inhibitor (inhibitor concentration of 5-10 mg / l) showed that during a 30 day period of operation with an evaporation rate of about 4 and a load of 40-45 t / h, a six-speed evaporator did not reduce the productivity, and on surfaces heating is not detected traces of scale.
Это объясняется тем, что кроме существенного сдвига во времени начала кристаллизации сульфата кальция в присутствии ингибиторов, происходит увеличение размера образующихся кристаллов сульфата кальция и их кристаллизация в объеме аппарата, что позволяет повысить концентрацию солей кальция в растворе без образования отложений на поверхностях нагрева.This is explained by the fact that in addition to a significant shift in the time of onset of calcium sulfate crystallization in the presence of inhibitors, there is an increase in the size of calcium sulfate crystals formed and their crystallization in the apparatus volume, which allows increasing the concentration of calcium salts in the solution without forming deposits on the heating surfaces.
Однако известный способ не эффективен при глубоком упаривании (более чем 10-кратном) минерализированных природных и сточных вод с жесткостью выше 20 мг-экв./дм3, поскольку начало кристаллизации сульфата кальция («сульфатный барьер») лимитирует предельную степень концентрирования, достижимую в испарителях.However, the known method is not effective for deep evaporation (more than 10-fold) of mineralized natural and wastewater with hardness above 20 meq.E./dm 3 , since the onset of crystallization of calcium sulfate (“sulphate barrier”) limits the maximum degree of concentration achieved evaporators.
При повышении концентрации карбоната кальция выше 8-15 мг-экв./дм3 (в зависимости от солесодержания) и сульфата кальция выше 150-200 мг-экв./дм3 в испарителях приходится поддерживать исключающую образование отложений определенную концентрацию солей жесткости, регулируемую неWith an increase in calcium carbonate concentration above 8–15 mEq./dm 3 (depending on salinity) and calcium sulfate above 150–200 mEq./dm 3 in evaporators, it is necessary to maintain a certain concentration of hardness salts that prevent formation of deposits,
- 1 010187 прерывной продувкой испарителя.- 1 010187 intermittent purge of the evaporator.
Раствор в аппарате упаривается до определенной величины, при этом из аппарата непрерывно выводится неиспарившийся раствор в виде продувки (продувочная вода испарителей), в котором содержатся соли, поступившие в аппарат. На практике величина продувки может достигать количества получаемой обессоленной воды (дистиллята) и более в зависимости от качества исходной воды, что делает невозможным глубокое упаривание воды.The solution in the apparatus is evaporated to a certain value, while the non-evaporated solution is continuously removed from the apparatus in the form of a purge (purge water from the evaporators), which contains salts that have entered the apparatus. In practice, the magnitude of the purge can reach the amount of demineralized water (distillate) or more obtained, depending on the quality of the source water, which makes it impossible for deep evaporation of water.
Кроме того, создаваемая в растворе высокая концентрация кристаллического вещества приводит к заносу сепараторов пара и падению производительности испарителя. Для восстановления производительности необходимо останавливать выпарную установку и чистить сепараторы.In addition, a high concentration of a crystalline substance created in a solution leads to a drift of steam separators and a drop in the evaporator's performance. To restore performance, it is necessary to stop the evaporator and clean the separators.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение степени глубокого упаривания природных и сточных вод до кратности упаривания 50 и более раз при заданной продувке и сохранении высокой производительности испарительной установки и качества дистиллята.The technical result of the claimed invention is to increase the degree of deep evaporation of natural and wastewater to the multiplicity of evaporation 50 or more times with a given purge and maintaining high performance of the evaporator and the quality of distillate.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в известном способе предотвращения образования отложений сульфата кальция, включающем подачу в испарительную установку исходной воды, предварительно обработанной ингибитором отложений минеральных солей, в качестве которого используют аминполифосфоновые комплексоны, и смешение исходной воды с циркуляционной водой, согласно изобретению, из испарительной установки непрерывно отводят часть циркуляционной воды в количестве 3-60% от расхода исходной воды, которую затем дополнительно обрабатывают щелочным агентом с последующим удалением образующегося кристаллического сульфата кальция и возвратом осветленной воды в выпарную установку, причем молярная концентрация щелочного агента составляет 0,02-0,3 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде, причем в качестве щелочного агента используют едкий натр, соду, известь, щелочные стоки.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known method of preventing the formation of calcium sulfate deposits, including the supply of source water to the evaporator unit, pretreated with an inhibitor of mineral salt deposits, which is used amine polyphosphonic chelating agents, and mixing the source water with circulating water, according to the invention, the evaporator unit continuously removes part of the circulating water in the amount of 3-60% of the initial water consumption, which is then additionally they are treated with an alkaline agent, followed by the removal of crystalline calcium sulfate formed and the return of clarified water to the evaporation unit, the molar concentration of the alkaline agent being 0.02-0.3 of the molar concentration of calcium sulfate in the initial water, and caustic soda, soda is used as the alkaline agent , lime, alkaline drains.
Кроме того, совместно с обработкой щелочным агентом отведенную часть циркуляционной воды дополнительно обрабатывают ортофосфатом, например тринатрийфосфатом, концентрация которого составляет 0,1-5,0 от концентрации ингибитора.In addition, together with the treatment with an alkaline agent, the withdrawn part of the circulating water is additionally treated with orthophosphate, for example, trisodium phosphate, whose concentration is 0.1-5.0 of the inhibitor concentration.
При глубоком упаривании (концентрировании) растворов поддержание необходимой концентрации ионов сульфата кальция, не вызывающих образование отложений в присутствии ингибитора, обеспечивается непрерывным отведением части циркуляционной воды из контура циркуляции выпарной установки и дополнительной обработкой ее щелочным агентом (таким как едкий натр, сода, известь, щелочные стоки) с последующим удалением образующегося кристаллического сульфата кальция (шлама сульфата кальция) и возвращением осветленной воды в контур циркуляции.With deep evaporation (concentration) of solutions, the maintenance of the required concentration of calcium sulfate ions, which do not cause the formation of deposits in the presence of an inhibitor, is ensured by continuous removal of part of the circulating water from the circulation circuit of the evaporator and additional treatment with an alkaline agent (such as caustic soda, soda, lime, alkaline drains) followed by removal of the resulting crystalline calcium sulphate (calcium sulphate sludge) and returning the clarified water to the circulation circuit.
Таким образом, непрерывное выделение солей кальция из процесса происходит по схеме: концентрирование-удаление, концентрирование-удаление, т.е. в процессе упаривания происходит обработка части концентрированного раствора сульфата кальция, уже подвергшегося концентрации в выпарном аппарате.Thus, the continuous release of calcium salts from the process occurs according to the scheme: concentration-removal, concentration-removal, i.e. In the process of evaporation, a part of the concentrated calcium sulphate solution is processed, which has already been concentrated in the evaporator.
Расход отводимой части циркуляционной воды определяется качеством исходной воды, подаваемой на обработку (т.е. ее жесткостью) и размером продувки (кратностью концентрирования).The discharge flow rate of the circulating water is determined by the quality of the source water supplied to the treatment (ie, its hardness) and the size of the purge (concentration ratio).
При расходе отводимой части циркуляционной воды менее 3% от расхода исходной воды экономически более выгодно обеспечивать необходимую концентрацию сульфата кальция за счет увеличения продувки.When the flow rate of the exhaust part of the circulating water is less than 3% of the flow rate of the source water, it is more economical to provide the necessary concentration of calcium sulfate by increasing the purge.
При расходе отводимой части циркуляционной воды более 60% от расхода исходной воды обеспечить самопроизвольную кристаллизацию сульфата кальция не удается.When the flow rate of the exhaust part of the circulating water is more than 60% of the flow rate of the source water, it is not possible to provide spontaneous crystallization of calcium sulfate.
Обработка отводимой части циркуляционной воды производится щелочным агентом (таким как едкий натр, сода, известь, щелочные стоки), при этом расход щелочного агента, составляющий 0,02-0,3 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде, существенно ниже стехиометрического количества, необходимого для протекания нормальной химической реакции осаждения сульфата кальция из раствора щелочным агентом (например, содой или известью) по известной технологии предотвращения образования отложений за счет вывода солей жесткости в осветлителе (см. книгу Таубман Е.И. «Выпаривание. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологий», М., «Химия», 1982, с. 302).The treatment of the withdrawn part of the circulating water is performed with an alkaline agent (such as caustic soda, soda, lime, alkaline drains), while the consumption of the alkaline agent, which is 0.02-0.3 of the molar concentration of calcium sulfate in the source water, is significantly lower than the stoichiometric amount necessary for the normal chemical reaction of precipitation of calcium sulfate from a solution with an alkaline agent (for example, soda or lime) using the known technology to prevent the formation of deposits due to the removal of hardness salts in clarify le (see the book EI Taubman "Evaporation. The processes and devices of chemical and petrochemical technologies", M., "Chemistry", 1982, p. 302).
При обработке отводимой части циркуляционной воды щелочным агентом с молярной концентрацией, составляющей 0,02-0,3 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде, наблюдается неожиданный эффект самопроизвольной кристаллизации сульфата кальция за счет снижения эффективности действия ингибитора в объеме отводимой части циркуляционной воды.When processing the withdrawn part of the circulating water with an alkaline agent with a molar concentration of 0.02-0.3 of the molar concentration of calcium sulfate in the source water, an unexpected effect of spontaneous crystallization of calcium sulfate is observed by reducing the effectiveness of the inhibitor in the volume of the withdrawn part of the circulating water.
Таким образом, в данном случае при обработке щелочным агентом отводимой части циркуляционной воды, представляющей собой пересыщенный раствор, стабилизированный фосфорорганическим комплексоном, соли кальция за счет нарушения стабильности (химического равновесия) раствора высаживаются вне объема выпарной установки.Thus, in this case, when the alkaline agent is treated with the withdrawn part of the circulating water, which is a supersaturated solution stabilized by an organophosphate complexon, calcium salts are precipitated outside the volume of the evaporator due to the stability violation (chemical equilibrium).
В результате в контуре циркуляции испарительной установки удается поддерживать необходимую концентрацию ионов сульфата кальция, не вызывающих образование отложений в присутствии ингибитора.As a result, it is possible to maintain the necessary concentration of calcium sulfate ions in the circulation loop of the evaporation plant, which do not cause the formation of deposits in the presence of an inhibitor.
Доза щелочного агента определяется качеством исходной воды.The dose of the alkaline agent is determined by the quality of the source water.
- 2 010187- 2 010187
При молярной концентрации щелочного агента ниже 0,02 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде самопроизвольной кристаллизации сульфата кальция не происходит.When the molar concentration of the alkaline agent is below 0.02 of the molar concentration of calcium sulfate in the initial water, spontaneous crystallization of calcium sulfate does not occur.
При молярной концентрации щелочного агента выше 0,3 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде затрудняется кристаллизация сульфата кальция и идет перерасход щелочного агента (при использовании соды).When the molar concentration of the alkaline agent is above 0.3 of the molar concentration of calcium sulfate in the initial water, the crystallization of calcium sulfate becomes difficult and the alkaline agent overruns (when using soda).
Дополнительная обработка отведенной части циркуляционной воды ортофосфатом, например тринатрийфосфатом, концентрация которого составляет 0,1-5,0 концентрации ингибитора, обеспечивает совместно со щелочным агентом желаемое снижение действия ингибитора в отведенной части циркуляционной воды, что способствует кристаллизации сульфата кальция в отведенной части циркуляционной воды, делая возможным выведение шлама сульфата кальция из процесса, что в результате обеспечивает более глубокое концентрирование растворов.Additional processing of the abstracted part of the circulating water with orthophosphate, such as trisodium phosphate, whose concentration is 0.1-5.0 inhibitor concentration, provides, together with an alkaline agent, the desired reduction in the effect of the inhibitor in the abstracted portion of the circulating water, which promotes the crystallization of calcium sulfate in making possible the removal of calcium sulfate sludge from the process, which as a result provides a deeper concentration of the solutions.
При соотношении концентраций ортофосфата и ингибитора в отведенной части циркуляционной воды менее 0,1 эффект от ввода ортофосфата отсутствует, а при соотношении концентраций ортофосфата и ингибитора более 5 эффект от ввода ортофосфата снижается, а затраты на вводимое вещество растут.When the ratio of concentrations of orthophosphate and inhibitor in the allotted part of the circulating water is less than 0.1, the effect of orthophosphate input is absent, and when the ratio of concentrations of orthophosphate and inhibitor is more than 5, the effect of orthophosphate input decreases, and the cost of the introduced substance increases.
При этом сохранение высокой производительности испарителя обеспечивается минимальной заданной продувкой (2% и менее) испарителя, а возможность глубокого обессоливания исходной воды до кратности упаривания 50 и более достигается при сохранении высокого качества дистиллята.At the same time, the high evaporator productivity is ensured by the minimum specified purge (2% or less) of the evaporator, and the possibility of deep desalination of the source water to an evaporation ratio of 50 or more is achieved while maintaining the high quality of the distillate.
Технических решений, совпадающих с существенными признаками заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».Technical solutions consistent with the essential features of the claimed invention, not identified, which allows to make a conclusion about the compliance of the invention with the criterion of "novelty."
Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».The inventive essential features of the invention, determining the receipt of the specified technical result is not explicitly follow from the prior art, which allows to make a conclusion about the compliance of the invention to the condition of patentability "inventive step".
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждается примерами конкретного выполнения, изложенными в разделе «Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения».The condition of patentability "industrial applicability" is confirmed by examples of specific performance set forth in the section "Information confirming the possibility of carrying out the invention."
На чертеже представлена принципиальная технологическая схема упаривания растворов в испарительной установке с принудительной циркуляцией, а именно, испарителе мгновенного вскипания ИМВ50-9Т, поясняющая предлагаемый способ предотвращения образования отложений сульфата кальция.The drawing shows a schematic flow diagram of the evaporation of solutions in an evaporator unit with forced circulation, namely, an IMV50-9T instantaneous boiling evaporator, explaining the proposed method of preventing the formation of calcium sulfate deposits.
Технологическая схема, в которой реализуется заявляемый способ, включает установку ввода ингибитора 1, деаэратор 2, бак циркуляционной воды 3, циркуляционный насос 4, девятиступенчатый испаритель мгновенного вскипания (ИМВ) 5, головной подогреватель 6, емкость с коническим днищем 7, установку ввода щелочного агента 8, шламонакопитель 9.Technological scheme, in which the inventive method is implemented, includes installation of inhibitor input 1, deaerator 2, circulation water tank 3, circulation pump 4, nine-stage evaporator of instantaneous boiling up (IMV) 5, head preheater 6, tank with a conical bottom 7, installation of alkaline agent injection 8, sludge collector 9.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Пример 1. Исходную воду обрабатывают ингибитором образования отложений аминполифосфоновым комплексоном НТФ (выпускается согласно ТУ 6-02-1171-79) в установке ввода ингибитора 1, затем подают в деаэратор 2 и далее - в бак циркуляционной воды 3, где исходную воду смешивают с циркуляционной водой.Example 1. The source water is treated with a scale inhibitor amine polyphosphonic complexone NTF (produced according to TU 6-02-1171-79) in the installation of the input of inhibitor 1, then fed to the deaerator 2 and then to the circulating water tank 3, where the source water is mixed with the circulating water
Циркуляционным насосом 4 общий поток подают в конденсатор седьмой ступени испарителя мгновенного вскипания (ИМВ) 5, а затем в конденсаторы последовательно шестой, пятой, четвертой, третьей, второй и первой ступени. После конденсатора первой ступени вода поступает в головной подогреватель 6, догревается до необходимой температуры и поступает в расширитель 1-й ступени, а затем последовательно 2-й, 3-й, 4-й, 5-й, 6-й, 7-й, 8-й и 9-й ступени. Перепад температур между первой и девятой ступенями составляет 90 - 40°С. Образующийся пар через сепараторы поступает в конденсаторы ступеней, где он конденсируется, подогревая циркуляционную воду, а образующийся дистиллят отводится потребителю.The circulation pump 4, the total flow is served in the condenser of the seventh stage of the evaporator instantaneous boiling up (IMV) 5, and then in the capacitors successively sixth, fifth, fourth, third, second and first stage. After the condenser of the first stage, the water enters the head heater 6, warms to the required temperature and enters the 1st stage expander, and then the 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th , 8th and 9th steps. The temperature difference between the first and ninth steps is 90 - 40 ° С. The resulting steam through the separators enters the condensers of the steps, where it is condensed, heating the circulating water, and the distillate formed is discharged to the consumer.
Расход циркуляционной воды при производительности испарителя 50 м3/ч составляет примерно 500 м3/ч, расход исходной воды равен сумме производительности испарителя и количества продувки испарителя, т.е. 51 м3/ч. Кратность упаривания по указанным условиям при заданной продувке 2% составляет 50.The flow rate of circulating water with an evaporator capacity of 50 m 3 / h is approximately 500 m 3 / h, the flow rate of the source water is equal to the sum of the capacity of the evaporator and the number of blowings of the evaporator, i.e. 51 m 3 / h. The multiplicity of evaporation under the specified conditions for a given purge of 2% is 50.
Выведение неиспарившегося раствора в виде продувки испарителя (продувочной воды испарителя) производится с помощью циркуляционных насосов 4.Removal of a non-evaporated solution in the form of an evaporator purge (evaporator purge water) is performed using circulation pumps 4.
Часть циркуляционной воды после головного подогревателя 6 подают в нижнюю часть емкости с коническим днищем 7 и обрабатывают щелочным агентом.Part of the circulating water after the head preheater 6 is served in the lower part of the tank with a conical bottom 7 and is treated with an alkaline agent.
После обработки осветленная вода отводится из верхней части емкости 7 и поступает в последнюю девятую ступень испарителя. Для перетока воды используют разность давлений между точками отбора и ввода воды. При необходимости испаритель (ИВМ) 5 и емкость 7 устанавливают на соответствующих отметках. Расход воды через емкость 6 регулируют специальным регулятором.After processing, the clarified water is discharged from the top of the tank 7 and enters the last ninth stage of the evaporator. For the flow of water using the pressure difference between the points of selection and input of water. If necessary, the evaporator (ICM) 5 and the capacity of 7 set at the appropriate marks. The flow of water through the tank 6 is regulated by a special regulator.
При концентрации сульфата кальция в циркуляционной воде в размере 100-150 мг-экв./дм3 в присутствии ингибитора НТФ, концентрация которого в циркуляционной воде составляет 3-8 мг/дм3, исключается отложение сульфата кальция в циркуляционном контуре установки, что достигается путем отвода части циркуляционной воды, обеспечивающего поддержание необходимой концентрации сульфаWhen the concentration of calcium sulfate in the circulating water in the amount of 100-150 mg-equiv./dm 3 in the presence of an inhibitor of NTF, the concentration of which in the circulating water is 3-8 mg / dm 3 , the deposition of calcium sulfate in the circulation circuit of the installation is excluded, which is achieved by removal of part of the circulating water, ensuring the maintenance of the required concentration of sulfate
- 3 010187 та кальция в испарителе при заданной продувке.- 3 010187 and calcium in the evaporator for a given purge.
При концентрации сульфата кальция в исходной воде 10 мг-экв./дм3 и продувке 2% количество циркуляционной воды, непрерывно отводимой в емкость, составляет 10-20% от расхода исходной воды. В нижнюю часть емкости 7 из установки ввода щелочного агента 8 подается щелочной агент, а именно, раствор соды.When the concentration of calcium sulfate in the source water 10 mEq./dm 3 and blowing 2% of the circulating water continuously discharged into the tank, is 10-20% of the flow rate of the source water. In the lower part of the tank 7 from the installation of the input alkaline agent 8 is supplied alkaline agent, namely, soda solution.
При содержании в исходной воде небольшого количества сульфата кальция молярная концентрация щелочного агента составляет 0,10-0,15 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде, при высокой концентрации сульфата кальция доза щелочного агента снижается.When the content in the initial water of a small amount of calcium sulfate, the molar concentration of the alkaline agent is 0.10-0.15 of the molar concentration of calcium sulfate in the source water, and with a high concentration of calcium sulfate, the dose of the alkaline agent decreases.
Молярная концентрация вводимого щелочного агента, а именно соды, составляет 0,10 от молярной концентрации сульфата кальция в исходной воде.The molar concentration of the added alkaline agent, namely soda, is 0.10 of the molar concentration of calcium sulfate in the initial water.
При поступлении щелочного раствора происходит кристаллизация сульфата кальция. Интенсивно образующиеся кристаллы сульфата кальция оседают под действием силы тяжести (т.е. осуществляется процесс седиментации), шлам сульфата кальция отводят из емкости через специальный шламонакопитель 9, расположенный в средней части емкости 7. Осветленный раствор с концентрацией сульфата кальция в два-три раза ниже, чем в циркуляционной воде, возвращается в циркуляционный контур.Upon receipt of the alkaline solution is the crystallization of calcium sulfate. Intensively formed calcium sulphate crystals are deposited by gravity (i.e. sedimentation is carried out), calcium sulphate sludge is removed from the tank through a special sludge collector 9 located in the middle of the tank 7. The clarified solution with calcium sulphate concentration is two to three times lower than in circulating water, returns to the circulation circuit.
Пример 2. Способ предотвращения образования отложений сульфата кальция осуществляется аналогичным примеру 1 образом, при этом на этапе подачи щелочного агента в емкость 6 одновременно осуществляется подача тринатрийфосфата с концентрацией в два раза выше концентрации ингибитора в циркуляционной воде, что интенсифицирует процесс кристаллизации сульфата кальция и способствует более глубокому снижению жесткости при кристаллизации сульфата кальция.Example 2. The way to prevent the formation of calcium sulfate deposits is carried out analogously to example 1, while at the stage of supplying an alkaline agent to tank 6, trisodium phosphate is simultaneously supplied with a concentration two times higher than the concentration of inhibitor in the circulating water, which intensifies the process of calcium sulfate crystallization and contributes more deep decrease in hardness during crystallization of calcium sulfate.
Использование заявляемого способа предотвращения образования отложений сульфата кальция по сравнению с известными техническими решениями позволяет поддерживать исключающую образование отложений в присутствии ингибиторов определенную концентрацию солей кальция в контуре циркуляции испарительной установки при заданной продувке.Using the proposed method of preventing the formation of calcium sulfate deposits in comparison with the known technical solutions allows you to maintain excluding the formation of deposits in the presence of inhibitors of a certain concentration of calcium salts in the circulation circuit of the evaporator unit at a given purge.
В результате при малом расходе вводимых веществ, стимулирующих кристаллизацию сульфата кальция вне объема испарителя, обеспечивается глубокое упаривание природных и сточных вод до кратности упаривания 50 и более раз при заданной продувке 2% и менее при сохранении высокой производительности испарительной установки и качества дистиллята.As a result, with a low consumption of injected substances that stimulate the crystallization of calcium sulfate outside the evaporator volume, deep evaporation of natural and waste waters is provided to the evaporation rate 50 or more times with a given purge of 2% or less while maintaining high performance of the evaporator and distillate quality.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200602265A EA010187B1 (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Process for preventing calcium sulfate deposits formation |
| UAA200713623A UA89234C2 (en) | 2006-12-08 | 2007-12-06 | Process for prevention of calcium sulphate depositions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200602265A EA010187B1 (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Process for preventing calcium sulfate deposits formation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200602265A1 EA200602265A1 (en) | 2008-06-30 |
| EA010187B1 true EA010187B1 (en) | 2008-06-30 |
Family
ID=40863231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200602265A EA010187B1 (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Process for preventing calcium sulfate deposits formation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA010187B1 (en) |
| UA (1) | UA89234C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU87653A1 (en) * | 1949-03-19 | 1949-11-30 | С.И. Голуб | The method of reducing the deposition of crystals on the heating tubes of the evaporators and device for implementing the method |
| SU833550A1 (en) * | 1979-02-22 | 1981-05-30 | Донецкий Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского И Проектного Инсти-Тута По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичныхэнергоресурсов Предприятий Черной Метал-Лургии | Method of thermal desalinization of boiler scale water |
| SU891584A1 (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-23 | Ставропольский политехнический институт | Method of thermal softening of water with increased calcium sulphate content |
| WO1996007460A1 (en) * | 1994-09-05 | 1996-03-14 | Jakob Hoiss | Process and device for desalinating sea water |
-
2006
- 2006-12-08 EA EA200602265A patent/EA010187B1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-12-06 UA UAA200713623A patent/UA89234C2/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU87653A1 (en) * | 1949-03-19 | 1949-11-30 | С.И. Голуб | The method of reducing the deposition of crystals on the heating tubes of the evaporators and device for implementing the method |
| SU833550A1 (en) * | 1979-02-22 | 1981-05-30 | Донецкий Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского И Проектного Инсти-Тута По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичныхэнергоресурсов Предприятий Черной Метал-Лургии | Method of thermal desalinization of boiler scale water |
| SU891584A1 (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-23 | Ставропольский политехнический институт | Method of thermal softening of water with increased calcium sulphate content |
| WO1996007460A1 (en) * | 1994-09-05 | 1996-03-14 | Jakob Hoiss | Process and device for desalinating sea water |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DOLMATOV Yu.D. i dr. Ingibirovanie otlozheniy sul'fata kal'tsiya v vyparnykh apparatakh. Teploenergetika, 1984, Ôäû 9, str. 54-55 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA89234C2 (en) | 2010-01-11 |
| EA200602265A1 (en) | 2008-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8092656B2 (en) | Method and apparatus for high efficiency evaporation operation | |
| KR101329523B1 (en) | Ammonium/ammonia removal from a stream | |
| CN101456635B (en) | Process and system for treating electric power plant waste water | |
| US5518629A (en) | Methods for controlling scale formation in acqueous systems | |
| US5683587A (en) | Process for treating industrial wastes | |
| US5961837A (en) | Process for treatment of industrial waste | |
| CN102143786B (en) | Improved water desalination system | |
| JPH07155558A (en) | Method of preventing formation of scale and/or dispersing iron in reverse osmosis device | |
| Hasson et al. | Scale control in saline and wastewater desalination | |
| CN104276708A (en) | Power plant wastewater zero-discharge treatment technique | |
| EA009398B1 (en) | Method for production of high pressure steam from produced water | |
| JP6186240B2 (en) | Method for evaporating aqueous solution | |
| KR20120013372A (en) | Method and system for reduction of scaling in purification of aqueous solutions | |
| CN201325916Y (en) | System for treating wastewater from power plant | |
| US5866032A (en) | Composition for controlling scale formation in aqueous systems | |
| CA2949133C (en) | Process for treating waters produced or collected from the oil extraction in mining operations and reducing the tendency of calcium scaling of process equipment | |
| JP2005539196A (en) | Method and system for heat transfer | |
| US5866011A (en) | Method of controlling scale formation in brine concentration and evaporation system | |
| EA010187B1 (en) | Process for preventing calcium sulfate deposits formation | |
| Redelinghuys et al. | Coal Power Plant Wastewater Treatment by Thermal and Membrane Technologies | |
| US20190084856A1 (en) | Composition and method of scale control in regulated evaporative systems | |
| CN107619116B (en) | Use of inorganic salt or acid in reducing hardness/alkalinity of water system | |
| Al-Rawajfeh et al. | Inhibitory effect of Hydrex anti-scalant on calcium scale deposition from seawater under multiple-effect distillers' conditions | |
| Luo et al. | Optimization of NaOH–Na2CO3 brine purification method: From laboratory experiments to industrial application | |
| JP7570902B2 (en) | How to prevent scale buildup in drainage systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ BY KZ TM RU |
|
| NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): AZ BY KZ TM RU |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ BY KZ TM RU |